include/llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h - Code emission -------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines an abstract interface that is used by the machine code
  11 // emission framework to output the code.  This allows machine code emission to
  12 // be separated from concerns such as resolution of call targets, and where the
  13 // machine code will be written (memory or disk, f.e.).
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINECODEEMITTER_H
  18 #define LLVM_CODEGEN_MACHINECODEEMITTER_H
  19
  20 #include "llvm/System/DataTypes.h"
  21 #include "llvm/Support/DebugLoc.h"
  22
  23 namespace llvm {
  24
  25 class MachineBasicBlock;
  26 class MachineConstantPool;
  27 class MachineJumpTableInfo;
  28 class MachineFunction;
  29 class MachineModuleInfo;
  30 class MachineRelocation;
  31 class Value;
  32 class GlobalValue;
  33 class Function;
  34
  35 /// MachineCodeEmitter - This class defines two sorts of methods: those for
  36 /// emitting the actual bytes of machine code, and those for emitting auxillary
  37 /// structures, such as jump tables, relocations, etc.
  38 ///
  39 /// Emission of machine code is complicated by the fact that we don't (in
  40 /// general) know the size of the machine code that we're about to emit before
  41 /// we emit it.  As such, we preallocate a certain amount of memory, and set the
  42 /// BufferBegin/BufferEnd pointers to the start and end of the buffer.  As we
  43 /// emit machine instructions, we advance the CurBufferPtr to indicate the
  44 /// location of the next byte to emit.  In the case of a buffer overflow (we
  45 /// need to emit more machine code than we have allocated space for), the
  46 /// CurBufferPtr will saturate to BufferEnd and ignore stores.  Once the entire
  47 /// function has been emitted, the overflow condition is checked, and if it has
  48 /// occurred, more memory is allocated, and we reemit the code into it.
  49 ///
  50 class MachineCodeEmitter {
  51 protected:
  52   /// BufferBegin/BufferEnd - Pointers to the start and end of the memory
  53   /// allocated for this code buffer.
  54   uint8_t *BufferBegin, *BufferEnd;
  55   /// CurBufferPtr - Pointer to the next byte of memory to fill when emitting
  56   /// code.  This is guranteed to be in the range [BufferBegin,BufferEnd].  If
  57   /// this pointer is at BufferEnd, it will never move due to code emission, and
  58   /// all code emission requests will be ignored (this is the buffer overflow
  59   /// condition).
  60   uint8_t *CurBufferPtr;
  61
  62 public:
  63   virtual ~MachineCodeEmitter() {}
  64
  65   /// startFunction - This callback is invoked when the specified function is
  66   /// about to be code generated.  This initializes the BufferBegin/End/Ptr
  67   /// fields.
  68   ///
  69   virtual void startFunction(MachineFunction &F) = 0;
  70
  71   /// finishFunction - This callback is invoked when the specified function has
  72   /// finished code generation.  If a buffer overflow has occurred, this method
  73   /// returns true (the callee is required to try again), otherwise it returns
  74   /// false.
  75   ///
  76   virtual bool finishFunction(MachineFunction &F) = 0;
  77
  78   /// emitByte - This callback is invoked when a byte needs to be written to the
  79   /// output stream.
  80   ///
  81   void emitByte(uint8_t B) {
  82     if (CurBufferPtr != BufferEnd)
  83       *CurBufferPtr++ = B;
  84   }
  85
  86   /// emitWordLE - This callback is invoked when a 32-bit word needs to be
  87   /// written to the output stream in little-endian format.
  88   ///
  89   void emitWordLE(uint32_t W) {
  90     if (4 <= BufferEnd-CurBufferPtr) {
  91       emitWordLEInto(CurBufferPtr, W);
  92     } else {
  93       CurBufferPtr = BufferEnd;
  94     }
  95   }
  96
  97   /// emitWordLEInto - This callback is invoked when a 32-bit word needs to be
  98   /// written to an arbitrary buffer in little-endian format.  Buf must have at
  99   /// least 4 bytes of available space.
 100   ///
 101   static void emitWordLEInto(uint8_t *&Buf, uint32_t W) {
 102     *Buf++ = (uint8_t)(W >>  0);
 103     *Buf++ = (uint8_t)(W >>  8);
 104     *Buf++ = (uint8_t)(W >> 16);
 105     *Buf++ = (uint8_t)(W >> 24);
 106   }
 107
 108   /// emitWordBE - This callback is invoked when a 32-bit word needs to be
 109   /// written to the output stream in big-endian format.
 110   ///
 111   void emitWordBE(uint32_t W) {
 112     if (4 <= BufferEnd-CurBufferPtr) {
 113       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 24);
 114       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 16);
 115       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >>  8);
 116       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >>  0);
 117     } else {
 118       CurBufferPtr = BufferEnd;
 119     }
 120   }
 121
 122   /// emitDWordLE - This callback is invoked when a 64-bit word needs to be
 123   /// written to the output stream in little-endian format.
 124   ///
 125   void emitDWordLE(uint64_t W) {
 126     if (8 <= BufferEnd-CurBufferPtr) {
 127       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >>  0);
 128       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >>  8);
 129       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 16);
 130       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 24);
 131       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 32);
 132       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 40);
 133       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 48);
 134       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 56);
 135     } else {
 136       CurBufferPtr = BufferEnd;
 137     }
 138   }
 139
 140   /// emitDWordBE - This callback is invoked when a 64-bit word needs to be
 141   /// written to the output stream in big-endian format.
 142   ///
 143   void emitDWordBE(uint64_t W) {
 144     if (8 <= BufferEnd-CurBufferPtr) {
 145       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 56);
 146       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 48);
 147       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 40);
 148       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 32);
 149       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 24);
 150       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >> 16);
 151       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >>  8);
 152       *CurBufferPtr++ = (uint8_t)(W >>  0);
 153     } else {
 154       CurBufferPtr = BufferEnd;
 155     }
 156   }
 157
 158   /// emitAlignment - Move the CurBufferPtr pointer up to the specified
 159   /// alignment (saturated to BufferEnd of course).
 160   void emitAlignment(unsigned Alignment) {
 161     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
 162
 163     if(Alignment <= (uintptr_t)(BufferEnd-CurBufferPtr)) {
 164       // Move the current buffer ptr up to the specified alignment.
 165       CurBufferPtr =
 166         (uint8_t*)(((uintptr_t)CurBufferPtr+Alignment-1) &
 167                    ~(uintptr_t)(Alignment-1));
 168     } else {
 169       CurBufferPtr = BufferEnd;
 170     }
 171   }
 172
 173
 174   /// emitULEB128Bytes - This callback is invoked when a ULEB128 needs to be
 175   /// written to the output stream.
 176   void emitULEB128Bytes(uint64_t Value) {
 177     do {
 178       uint8_t Byte = Value & 0x7f;
 179       Value >>= 7;
 180       if (Value) Byte |= 0x80;
 181       emitByte(Byte);
 182     } while (Value);
 183   }
 184
 185   /// emitSLEB128Bytes - This callback is invoked when a SLEB128 needs to be
 186   /// written to the output stream.
 187   void emitSLEB128Bytes(uint64_t Value) {
 188     uint64_t Sign = Value >> (8 * sizeof(Value) - 1);
 189     bool IsMore;
 190
 191     do {
 192       uint8_t Byte = Value & 0x7f;
 193       Value >>= 7;
 194       IsMore = Value != Sign || ((Byte ^ Sign) & 0x40) != 0;
 195       if (IsMore) Byte |= 0x80;
 196       emitByte(Byte);
 197     } while (IsMore);
 198   }
 199
 200   /// emitString - This callback is invoked when a String needs to be
 201   /// written to the output stream.
 202   void emitString(const std::string &String) {
 203     for (unsigned i = 0, N = static_cast<unsigned>(String.size());
 204          i < N; ++i) {
 205       uint8_t C = String[i];
 206       emitByte(C);
 207     }
 208     emitByte(0);
 209   }
 210
 211   /// emitInt32 - Emit a int32 directive.
 212   void emitInt32(int32_t Value) {
 213     if (4 <= BufferEnd-CurBufferPtr) {
 214       *((uint32_t*)CurBufferPtr) = Value;
 215       CurBufferPtr += 4;
 216     } else {
 217       CurBufferPtr = BufferEnd;
 218     }
 219   }
 220
 221   /// emitInt64 - Emit a int64 directive.
 222   void emitInt64(uint64_t Value) {
 223     if (8 <= BufferEnd-CurBufferPtr) {
 224       *((uint64_t*)CurBufferPtr) = Value;
 225       CurBufferPtr += 8;
 226     } else {
 227       CurBufferPtr = BufferEnd;
 228     }
 229   }
 230
 231   /// emitInt32At - Emit the Int32 Value in Addr.
 232   void emitInt32At(uintptr_t *Addr, uintptr_t Value) {
 233     if (Addr >= (uintptr_t*)BufferBegin && Addr < (uintptr_t*)BufferEnd)
 234       (*(uint32_t*)Addr) = (uint32_t)Value;
 235   }
 236
 237   /// emitInt64At - Emit the Int64 Value in Addr.
 238   void emitInt64At(uintptr_t *Addr, uintptr_t Value) {
 239     if (Addr >= (uintptr_t*)BufferBegin && Addr < (uintptr_t*)BufferEnd)
 240       (*(uint64_t*)Addr) = (uint64_t)Value;
 241   }
 242
 243   /// processDebugLoc - Records debug location information about a
 244   /// MachineInstruction.  This is called before emitting any bytes associated
 245   /// with the instruction.  Even if successive instructions have the same debug
 246   /// location, this method will be called for each one.
 247   virtual void processDebugLoc(DebugLoc DL, bool BeforePrintintInsn) {}
 248
 249   /// emitLabel - Emits a label
 250   virtual void emitLabel(uint64_t LabelID) = 0;
 251
 252   /// allocateSpace - Allocate a block of space in the current output buffer,
 253   /// returning null (and setting conditions to indicate buffer overflow) on
 254   /// failure.  Alignment is the alignment in bytes of the buffer desired.
 255   virtual void *allocateSpace(uintptr_t Size, unsigned Alignment) {
 256     emitAlignment(Alignment);
 257     void *Result;
 258
 259     // Check for buffer overflow.
 260     if (Size >= (uintptr_t)(BufferEnd-CurBufferPtr)) {
 261       CurBufferPtr = BufferEnd;
 262       Result = 0;
 263     } else {
 264       // Allocate the space.
 265       Result = CurBufferPtr;
 266       CurBufferPtr += Size;
 267     }
 268
 269     return Result;
 270   }
 271
 272   /// StartMachineBasicBlock - This should be called by the target when a new
 273   /// basic block is about to be emitted.  This way the MCE knows where the
 274   /// start of the block is, and can implement getMachineBasicBlockAddress.
 275   virtual void StartMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB) = 0;
 276
 277   /// getCurrentPCValue - This returns the address that the next emitted byte
 278   /// will be output to.
 279   ///
 280   virtual uintptr_t getCurrentPCValue() const {
 281     return (uintptr_t)CurBufferPtr;
 282   }
 283
 284   /// getCurrentPCOffset - Return the offset from the start of the emitted
 285   /// buffer that we are currently writing to.
 286   virtual uintptr_t getCurrentPCOffset() const {
 287     return CurBufferPtr-BufferBegin;
 288   }
 289
 290   /// earlyResolveAddresses - True if the code emitter can use symbol addresses
 291   /// during code emission time. The JIT is capable of doing this because it
 292   /// creates jump tables or constant pools in memory on the fly while the
 293   /// object code emitters rely on a linker to have real addresses and should
 294   /// use relocations instead.
 295   virtual bool earlyResolveAddresses() const = 0;
 296
 297   /// addRelocation - Whenever a relocatable address is needed, it should be
 298   /// noted with this interface.
 299   virtual void addRelocation(const MachineRelocation &MR) = 0;
 300
 301   /// FIXME: These should all be handled with relocations!
 302
 303   /// getConstantPoolEntryAddress - Return the address of the 'Index' entry in
 304   /// the constant pool that was last emitted with the emitConstantPool method.
 305   ///
 306   virtual uintptr_t getConstantPoolEntryAddress(unsigned Index) const = 0;
 307
 308   /// getJumpTableEntryAddress - Return the address of the jump table with index
 309   /// 'Index' in the function that last called initJumpTableInfo.
 310   ///
 311   virtual uintptr_t getJumpTableEntryAddress(unsigned Index) const = 0;
 312
 313   /// getMachineBasicBlockAddress - Return the address of the specified
 314   /// MachineBasicBlock, only usable after the label for the MBB has been
 315   /// emitted.
 316   ///
 317   virtual uintptr_t getMachineBasicBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB) const= 0;
 318
 319   /// getLabelAddress - Return the address of the specified LabelID, only usable
 320   /// after the LabelID has been emitted.
 321   ///
 322   virtual uintptr_t getLabelAddress(uint64_t LabelID) const = 0;
 323
 324   /// Specifies the MachineModuleInfo object. This is used for exception handling
 325   /// purposes.
 326   virtual void setModuleInfo(MachineModuleInfo* Info) = 0;
 327 };
 328
 329 } // End llvm namespace
 330
 331 #endif